极危孑遗物种东方水韭雌配子体及胚胎的解剖学观察

以人工培养的国家一级保护植物东方水韭(Isoetes orientalis)为材料,采用切片技术对雌配子体和胚胎的发育进程进行解剖学观察研究,探讨其有性生殖过程及濒危机制。结果表明:(1)东方水韭大孢子3~5d萌发,成熟雌配子体呈球形,无假根,三裂缝处发育出多个颈卵器,成熟颈卵器只有颈壁细胞与颈沟细胞,无腹沟细胞。(2)多数雌配子体只发育出一个胚胎,偶见多胚共存现象;胚胎发育时期,第一叶原基相比第二、三叶原基发育迅速。(3)颈卵器部分组织常出现分化紊乱,导致雌配子体败育。该研究结果支持"根叶理论",并讨论了腹沟细胞的退化以及双胚共存机制,认为东方水韭雌配子体常停留在游离核阶段、颈卵器形态或位置不规则、卵细胞排列紊乱等可能是其败育的原因。     

极危孑遗蕨类中华水韭有性生殖的形态学研究

通过人工培养,采用半薄切片和超薄切片法,对中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)有性生殖全过程进行了连续观察。结果显示:(1)雌雄配子体均为壁内发育,雌配子着生有假根,发育出多个颈卵器;雄配子体无假根,每个雄配子可产生4个具有8~12条鞭毛的精细胞。(2)颈卵器只有2个颈沟细胞和1个卵细胞,腹壁细胞由配子体营养细胞转化而来。(3)合子初次分裂面与颈卵器长轴之间的夹角约为20°,2~4细胞胚胎易于停止分裂而老化,自数十个细胞后胚胎即出现明显的组织分化。(4)在球形胚时期第一叶还没分化的时候,在胚胎中出现第一叶的叶舌原始细胞,但直到第一叶顶端变绿具有光合能力时,第一叶的叶舌才开始发育。研究结果支持根叶优先发育的观点,认为雄配子体发生率极低、雌配子体存在较多的败育性结构等,是中华水韭生殖濒危的主要原因。     

云贵水韭雌配子体发育及其濒危机制的研究

为了解云贵水韭(Isoetes yunguiensis)的生殖过程和濒危原因,采用人工培养获得其雌配子体,用半薄切片法观察雌配子体发育过程。结果表明,云贵水韭的大孢子萌发率约为26%;雌配子体异养,终生都在大孢子细胞壁内发育;颈卵器发育只有2枚颈沟细胞而无腹沟细胞。雌配子体发育停止在游离核时期、颈壁细胞数量偏少或排列紊乱、颈沟细胞异常、卵细胞凋亡等可能是导致生殖濒危的原因。同时,游离核是水韭生殖生物学研究和系统学研究的重要环节之一;缺失腹沟细胞可能是水韭类简化性进化的特征之一。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨（Ceratopteris thalictroides（L．）Brongn）颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明：水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨(Ceratopteris thalictroides(L.)Brongn)颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明:水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

樟子松大孢子的发生和雌配子体的形成过程

樟子松大孢子母细胞经一系列变化,发育成雌配子体。在哈尔滨地区樟子松大孢子母细胞于每年6月8～14日形成,接着进行减数分裂,于6月16～20日形成大孢子。随着大孢子核的分裂,进入游离核时期,并于次年5月28日～6月4日形成细胞壁,幼雌配子体中出现颈卵器原始细胞,它分裂一次形成颈细胞和中央细胞。6月7～9日中央细胞分裂成卵细胞和腹沟细胞,6月13～15日颈卵器发育成熟。成熟的颈卵器含有颈细胞、腹沟细胞和卵细胞,但颈细胞和腹沟细胞已经退化。     

濒危孑遗蕨类植物云贵水韭的胚胎发育

云贵水韭(Isoetes yunguiensis)是云贵高原特产的孑遗蕨类植物,是研究云贵地区古生态和植物演化的活化石,是国家一级保护物种,生殖过程及其濒危原因尚未查明。本文在实现人工繁殖、获得足量研究材料的条件下,用常规半薄切片法,连续观察了云贵水韭胚胎发育的全过程。其结果表明:(1)合子没有休眠期;(2)合子分裂面与颈卵器长轴呈约30°夹角;(3)首先发育出第一叶原基和第一根原基,且前者早于后者;(4)叶舌原始细胞在叶片发育初期就开始了细胞分裂;(5)颈卵器开口端细胞常出现坏死溃败现象并直接影响胚胎发育;(6)容易出现畸形胚胎;(7)片状结构发育迅速,对第二叶原基和第三叶原基有很好的保护作用;(8)早期维管分化顺序等。探讨了云贵水韭胚胎阶段的生殖生物学规律及其生殖濒危机制,分析了原始维管植物营养器官演化的溯祖形态,为云贵水韭的有效保护积累了技术资料。     

阔鳞瘤蕨颈卵器形成与卵发生的初步研究

运用光学显微镜与透射电镜对阔鳞瘤蕨（Phymatosorus hainanensis(Noot.) S.G.Lu）颈卵器形成和卵发生进行了研究。阔鳞瘤蕨颈卵器产生于雌配子体生长点下方分枝毛状体内侧。切片观察表明颈卵器起源于配子体表面的原始细胞,该细胞经两次不等分裂形成3个细胞,上下两个细胞分别发育为颈卵器的颈部与底部壁细胞,中间的细胞为初生细胞,含有较丰富的细胞器。初生细胞进行两次不等分裂产生颈沟细胞、腹沟细胞与卵细胞。成熟颈卵器内颈沟细胞和腹沟细胞退化,卵细胞上表面产生受精孔。本研究阐述了阔鳞瘤蕨颈卵器形成和卵发生的细胞学过程,对阐明蕨类植物雌性生殖器官的发育特征有一定的科学意义。     

银杏雌配子体的发育和受精作用的研究现状

银杏的生殖过程,自发现银杏的游动精子以来,已有大量报道。但由于银杏雌配子体发育周期长（4月-9月）,受精过程又非常短暂,有关雌配子体发育及受精过程的研究报道较少。本文参考已有文献资料,并结合自己的研究,对银杏大孢子发生、雌配子体形成、颈卵器发育及受精作用的研究现状进行了综述,对尚存在的问题特别是精细胞中液泡状结构的特点及细胞核中DNA的存在状况、受精时精子如何进入雌配子体的颈卵器与卵核结合等进行了初步探讨,以期为今后此方面的研究提供参考。     

中国4种水韭植物叶片分类学特征的比较观察

我国共有5种水韭,全部被列为国家一级保护,均属极度濒危级（CR）野生植物。就营养器官而言,因水韭根、茎的简化,叶片特征成为最重要的分类学依据。本文针对形态特征相近的中华水韭、云贵水韭、台湾水韭和东方水韭,用显微镜观察了叶片发育的形态特征。结果表明：不同种水韭叶片在旋转角度、气孔分布等方面存在差异,而气孔器的种间一致性较高;同种水韭叶片在不同发育时期,其近远轴面的气孔指数、气孔分布及叶凸指数均有稳定的分类价值。本文检索讨论了我国4种水韭的分类学关系,并发现了叶表皮都存在异形条状细胞。     

Intergeneric pollen – megagametophyte relationships of conifers in vitro

 Germinating pollen from larch (Larix occidentalis), Sitka spruce (Picea sitchensis) and white pine (Pinus monticola) were co-cultured with megagametophytes dissected from cones of other genera (Pseudotsuga menziesii, Larix×eurolepis and Pinus monticola). Pollen was presented to megagametophytes possessing archegonia which were either alive, degenerating or dead. In addition, pollen was presented to fertilized megagametophytes and to megagametophytes that had been cut in half. Megagametophyte penetration by pollen tubes and male gamete release into archegonia were verified by serial sections of glycomethacrylate-embedded specimens. Pollen tubes penetrated through any part of the apex of the megagametophyte. Division of the body cell into the two gametes was regularly observed. Delivery of gametes was confirmed between spruce and larch. Pollen tubes also penetrated fertilized megagametophytes, dead or degenerating archegonia as well as wounded and/or cut surfaces. This demonstrates the inability of the male gametophyte to optimize its mating efforts, since it is unable to differentiate between healthy and unhealthy archegonia. The megagametophyte cells are unable to optimize male selection. They may produce secretions of a generally attractive nature, as pollen is attracted to the apex of the megagametophyte, but archegonia themselves do not produce pollen-specific signals of either a promotive or inhibitory nature. These results open new avenues for the development of novel breeding strategies where natural breeding barriers may be bypassed. Received: 19 March 1998 / Accepted: 29 April 1998     

THE MEGAGAMETOPHYTE OF HYDRASPERMA TENUIS LONG FROM THE UPPER DEVONIAN OF IRELAND

Hydrasperma tenuis ovules containing cellular megagametophytes have been recovered from Upper Devonian (stage) strata near Ballyheigue, County Kerry, Ireland. The megagametophytes are elliptical in transverse section and obovate in longitudinal section. The vegetative cells are organized into three, distinct, concentric zones and exhibit the radial orientation characteristic of centripetal development. Up to three archegonia may be present at the apical end of the megagametophyte. They are elliptic to terete in cross-section and elliptic in longitudinal section. Archegonia are thought to be sunken with each possessing a canal-like connection to the surface of the megagametophyte. Archegonial jacket cells surround the egg cavity. A low, broad tent-pole occurs at the top of the megagametophyte. This report represents the oldest, structurally-preserved gymnosperm megagametophyte.     

Multinucleate storage cells in Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) and the effect of seed parasitism by the chalcid Megastigmus spermotrophus Wachtl

Megagametophytes of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) accumulated storage products following fertilization. As megagametophytes matured, the number of nuclei per cell rose, resulting in syncytial storage cells. Studies carried out on trees in France and Canada confirmed that such previously unreported, free nuclear cells were a normal part of late megagametophyte development. Unfertilized megagametophytes showed that some binucleate cells before degeneration resulted in empty seed. Insect parasitism prevented megagametophyte abortion in unfertilized ovules. Oviposition by a torymid chalcid wasp (Megastigmus spermotrophus Wachtl) early in megagametophyte development resulted in normal megagametophyte development. Around the time of plant egg maturation, binucleate and trinucleate cells were observed. As megagametophytes matured, multinucleate mature storage cells rich in proteins, lipids and starch were formed. The insect was able to induce identical nuclear behaviour in infested, unfertilized megagametophytes, as that of uninfested, fertilized megagametophytes.     

浙江省中华水韭分布现状与濒危原因

中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)为水韭科水韭属多年生沼泽植物,现分布范围急剧缩小,种群数量稀少,处于濒危状态。通过查阅文献、标本,咨询专家学者,深入实地考察,访问产地农民,基本弄清了中华水韭在浙江省的分布情况及现有种群状况,结果如下：据记载,中华水韭在浙江省分布在杭州、诸暨、松阳、庆元、丽水、建德和天台等市、县。但仅查阅到杭州(1号)、诸暨(2号)和松阳(1号)3地共4号标本。实地考察仅发现在松阳有2个野生亚种群;杭州、诸暨和丽水野生种群可能已灭绝;杭州植物园、武汉植物园目前迁地保存有杭州种群;天台是否有中华水韭分布尚存疑问。松阳2个野生亚种群总面积约1000m2,分布在4块废弃的水田中,海拔约1110m,居群集中分布的面积不到300m2。中华水韭生存生境的人为直接破坏及水体污染,是其种群消失的主要原因。中华水韭残存种群在与禾草和灯芯草(Yuncus effuses)等主要优势种的竞争中处于劣势,在群落演替过程中,可能会被这些物种所取代,进而整个群落有可能被其他植被所取代,故现有的2个亚种群正处于濒危状态,亟待加强保护研究。     

中华水韭(Isoetes sinensis)等位酶分析的初步研究

采用超薄平板聚丙烯酰胺等电聚焦技术对珍稀涉危植物中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）72个样品的等位酶遗传变异进行了初步研究。从24种酶筛选,得到了13种酶系统可用于该植物的遗传变异分析,其中7种酶系统在中华水韭的迁地保护区群中检测出16个位点,共27个等位基因,12个位点表现出多态性。遗传多样性初步分析表明：中华水韭具较低的等位酶遗传多样性。研究结果为中华水韭的综合保育及居群恢复、重建提供了初步的依据。中华水韭遗传变异的全面研究将在进一步改善等位酶方法的基础上,采用其它更为灵敏的分子标记方法做深入检测。     

极濒危植物中华水韭屯溪居群调查研究报告

中华水韭（Isoetes sinensisPalmer）为水韭科（Isoetaceae）水韭属（Isoetes）多年生沼泽植物,由于人为干扰日益严重,现分布范围急剧缩小,种群数量稀少,处于濒危状态,已被列为国家一级重点保护野生植物。为科学合理的保护和抢救这一珍稀濒危植物资源提供理论依据,为此对中华水韭屯溪居群的生长环境、面积、株丛数量、水体的pH值、伴生植物种类和生存现状等的调查研究。中华水韭屯溪居群面积500m^2,株丛密度较大,水体pH值为6.55,伴生植物有40余种,其中10种有较高优势度,生存面临多重威胁,保护迫在眉睫。     

中华水韭根叶发育的解剖观察

中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)为国家一级保护野生植物,被评价为极度濒危级(CR),仅分布在长江中下游,对环境污染敏感。本文以其人工苗为材料,用石蜡切片法,连续观察了根和叶的发育特征:叶原基横切面呈端部渐圆的三角形,由表皮原、皮层原和中柱原三部分组成;维管束中央首先出现的一个原生管胞,与其近轴面两侧后出现的两个后生管胞共同组成倒“V”字型的外始式初生木质部;成熟叶分化出表皮与皮层,表皮细胞间有嵌合,皮层部分细胞裂解成彼此不相通的4个通气道。根横切面呈圆形,成熟区分化出表皮、皮层(外皮层、中皮层、内皮层)和维管束三部分,中皮层部分细胞裂解呈一个完整的筒状通气道并与外皮层无连接,由内皮层包围的维管束横切面呈三角形。讨论了根和叶的形态结构、功能及系统学意义。     

中国水韭属植物的染色体数目及其分类学意义

利用细胞学方法观察统计了中国4种水韭属Isoestes植物的染色体数目。结果发现4个种的染色体基数均为x=11,其中高寒水韭I．hypsophila Hand.-Mazz．为2n=22,为首次报道;台湾水韭 I．taiwanensis DeVol为2n=22;中华水韭I．sinensis Palmer 2n=44为四倍体;而产于云南贵州一带并一直被当作是宽叶水韭I．japonica A．Br．的水韭属植物2n=22,与文献报道的宽叶水韭(2n=66,67,77,87,88,89)完全不同,应重新予以认识和评价。依据本文和其他相关的研究结果,对东亚水韭属植物进行了分类处理。